[发明专利]无线多跳网络中基于服务质量的层次路由的方法

说明书

本发明一种无线多跳网络中基于服务质量的层次路由的方法，根据网络中节点所处环境的信号干扰噪声比SINR和节点移动方向，预测得出该节点与一跳邻居节点间的链路持续时间LD，是对OLSR协议中中继节点MPR的选择策略进行了改进和优化；很好地维护了网络拓扑的稳定，有效地降低了网络负荷和开销，降低了数据丢失率，改善了网络的服务质量，该方法同样适用于无线传感器网络中节点间的消息交付。

技术领域

本发明涉及一种无线多跳网络中基于服务质量的层次路由的方法。

背景技术

OLSR协议(Optimized Link State Routing Protocol)主要用于MANET网络(Mobile Ad hoc network)，根据MANET的要求，在传统的LS(Link state)协议的基础上优化的。

OLSR协议中的关键概念是多点转播(MPRs)，MPRs是为了避免过多消息在网络中广播而挑选出来转发消息的节点。传统的链路状态协议中，每个节点都转发它收到的第一个消息。相比之下，OLSR很大程度上减少了转发的消息数量。OLSR是基于跳数选择中继节点MPR的，控制消息只能由中继节点转发，从而达到减少网络中广播消息数量，降低网络节点负荷的目的。但是在无线通信环境下，一个信号从发射端到达接收端能够被正确解码的关键既不是距离，也不是跳数，而是该信号所处环境的信号干扰噪声比SINR(Signal toInterference plus Noise Ratio)。同时，由于无线多跳网络中节点的随机移动，两个节点间已经建立的链路容易因为节点所处环境的信号干扰噪声比SINR达不到系统要求的门限值SINR_thr而中断，使得网络拓扑频繁改变，重新建立链路的情况时有发生，从而增加网络的开销和造成数据的丢失，影响网络的服务质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线多跳网络中基于服务质量的层次路由的方法，可以根据网络中节点所处环境的信号干扰噪声比SINR和节点移动方向，预测得出该节点与一跳邻居节点间的链路持续时间LD(Link Duration)，是对OLSR协议中中继节点MPR的选择策略进行了改进和优化。

本发明一种无线多跳网络中基于服务质量的层次路由的方法，采用父节点－子节点的层次结构，包括如下步骤：

步骤1、计算网络中任意两个节点i,j间的信号干扰噪声比SINR_i：

式中的RSS_i为节点i发出的信号到达节点j处的信号强度、PT_i为节点i的发射功率、G_i、G_j分别表示节点i和节点j的天线增益、λ为电磁波的波长、d_i,j为节点i和j间距离、L为系统损耗；

步骤2、计算网络中任意两个节点i、j之间的链路持续时间LD_i,j：

式中，r为节点信号的有效传输距离，a＝v_icosθ_i-v_jcosθ_j，b＝x_i-x_j，c＝v_isinθ_i-v_jsinθ_j，d＝y_i-y_j，v_i和v_j分别为节点i和节点j的移动速率，θ_i和θ_j为节点i和节点j的移动方向，其中0≤θ_i，θ_j＜2π；